美國(guó)Waters TA 用于材料研發(fā)的流變儀ARES-G2

產(chǎn)品描述：

ARES-G2是用于材料研發(fā)為的流變儀。ARES-G2為流變學(xué)而生，真正的直接應(yīng)變控制，擁有分離式形變驅(qū)動(dòng)電機(jī)和扭矩/力平衡傳感器，能獨(dú)立精確量測(cè)應(yīng)力和法向力，正因?yàn)榕c其他流變儀相比ARES-G2測(cè)量更精準(zhǔn)性才被流變學(xué)界為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

ARES-G2平臺(tái)的特色如下：

優(yōu)秀的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

優(yōu)秀的應(yīng)變控制….

全面整合快速數(shù)據(jù)采集模塊

控制電路采用分離式設(shè)計(jì)

新型智能識(shí)別環(huán)境系統(tǒng)

專有主動(dòng)控溫技術(shù)

功能強(qiáng)大的TRIOS控制分析軟件

超前的大振幅振蕩（LAOS）和二維小振幅振蕩（2D-SAOS）模式

新穎的動(dòng)態(tài)力學(xué)分析模式允許執(zhí)行固體拉伸、壓縮和彎曲測(cè)試

特征：

獨(dú)立量測(cè)應(yīng)力和應(yīng)變

精確的力學(xué)測(cè)量基于控制變量（刺激）和量測(cè)變量（響應(yīng)）。這些關(guān)鍵物理量的獨(dú)立量測(cè)可以在刪除/廣泛程度上保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。此外，任務(wù)的每個(gè)分析要素都應(yīng)該根據(jù)其自身的作用進(jìn)行優(yōu)化。以模量測(cè)量為例，應(yīng)變的施加和應(yīng)力的測(cè)量應(yīng)該分開進(jìn)行；或者以黏度測(cè)量為例，應(yīng)變速率的施加和應(yīng)力的測(cè)量不應(yīng)該糾纏在一起。TA儀器的ARES-G2正是基于這種方式，從而可以在很寬的應(yīng)力、應(yīng)變和頻率范圍內(nèi)確保測(cè)量結(jié)構(gòu)不包含儀器因素。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)  

ARES-G2直驅(qū)電機(jī)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)可以再很寬的角位移和速率范圍內(nèi)輸出 精確的運(yùn)動(dòng)控制。其關(guān)鍵組件包括剛性軸承系統(tǒng)、高達(dá)800 mN.m的無摩擦無刷直流電機(jī)、專有非接觸溫度測(cè)量和高位移分辨光學(xué)編碼器。獨(dú)到的設(shè)計(jì)確保樣品精確變形，ARES-G2驅(qū)動(dòng)電機(jī)高扭矩為高剛性材料的大形變測(cè)試提供了刪除/廣泛可能；堅(jiān)固的軸向止推和徑向支承軸承確保驅(qū)動(dòng)電機(jī)在測(cè)試過程中能夠刪除保證轉(zhuǎn)動(dòng)無軸向和徑向偏移，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的切向和法向量測(cè)。

法向力平衡傳感器（FRT）

刪除的法向力測(cè)量源于ARES-G2力平衡傳感器（FRT），其主要部件是維持軸向零位置的回饋伺服電機(jī)，可以執(zhí)行 精確和 快速的法向力測(cè)量且不包含系統(tǒng)柔量因素。

扭矩平衡傳感器 (TRT)

ARES-G2扭矩平衡傳感器（TRT）測(cè)量樣品應(yīng)力，其傳感器的工作原理是根據(jù)伺服電機(jī)維持機(jī)頭零位置所需電流大小測(cè)量切向扭矩。這種準(zhǔn)無限剛性的傳感器特色是扭矩量程寬達(dá)5,000,000：1、堅(jiān)固耐用的空氣軸承、高分辨電容式角度感應(yīng)器（專有號(hào) 和 ）和新型非接觸上部溫度感應(yīng)器（專有號(hào) ）。

獨(dú)立的扭矩測(cè)量不需要做任何電機(jī)系統(tǒng)慣量和軸承摩擦校正，這就意味著ARES-G2可以實(shí)現(xiàn) 純粹的樣品應(yīng)力直接量測(cè)且高頻振蕩沒有系統(tǒng)噪音。

主動(dòng)溫度控制 (ATC)  

ARES-G2采用專有非接觸溫度傳感器量測(cè)和控制溫度（專有號(hào) ）。鉑金熱敏電阻（PRTs）直接與電機(jī)和傳感器軸桿相連，而熱敏電阻與上下夾具中心緊密接觸。位于電機(jī)和傳感器中心的電路首先讀取熱敏電阻溫度信號(hào)，然后通過非接觸機(jī)制（無線）傳遞到控制電路并接受回饋。由于上下夾具均能直接量測(cè)溫度并進(jìn)行回饋，上下夾具間不存在溫度梯度，因此，不需要進(jìn)行復(fù)雜的溫度校準(zhǔn)和偏移設(shè)置就可以精確量測(cè)和控制樣品溫度。

以下例子可以展示這種新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。瀝青樣品在25℃恒溫5分鐘然后階躍升溫到85℃進(jìn)行振蕩時(shí)間掃描，跟蹤體系復(fù)數(shù)黏度的變化。一種情況下保證上下兩個(gè)熱敏電阻與夾具直接接觸使用ATC技術(shù)，而另外一種情況是熱敏電阻只是靠近夾具但不直接接觸即不使用ATC技術(shù)。在第二種情況下，雖然表面看溫度很快達(dá)到了85℃，但復(fù)數(shù)黏度在達(dá)到平衡之前并沒有跟上溫度變化，這表明真實(shí)的樣品溫度與表面觀測(cè)的溫度有一定的梯度。在使用ATC的情況下，量測(cè)的溫度為真實(shí)樣品溫度，這一點(diǎn)可以從復(fù)數(shù)黏度與其同步變化加以證實(shí)。也就是說，只有在使用ATC技術(shù)的情況下，控制/量測(cè)的才是樣品溫度。

觸摸屏和觸按板  

ARES-G2測(cè)試機(jī)臺(tái)前端安裝有彩色觸摸屏界面，用戶只需通過輕輕觸摸即可直接在測(cè)試機(jī)臺(tái)上設(shè)置溫度、設(shè)定間隙等，這使得“簡(jiǎn)便操作"達(dá)到全新高度。屏幕上還可實(shí)時(shí)顯示儀器測(cè)試（扭矩、法向力、樣品溫度等）以及儀器狀態(tài)等系統(tǒng)信息。通過位于測(cè)試機(jī)臺(tái)下部的按鍵面板，用戶可以方便地改變機(jī)頭位置和驅(qū)動(dòng)電機(jī)狀態(tài)等

框架、垂直移動(dòng)和準(zhǔn)直

ARES-G2的框架采用高剛性和低柔量（0.1 μm/N）材質(zhì)從而可實(shí)現(xiàn)垂直移動(dòng)的高精確性，以確保夾具位置準(zhǔn)確控制和同心對(duì)齊。

框架部件采用延性鑄鐵整體澆鑄，強(qiáng)度高，從而可保證高頻測(cè)試下優(yōu)異阻尼性能和寬溫度范圍內(nèi)的尺寸穩(wěn)定性。

傳感器由兩個(gè)硬質(zhì)鋼十字滑板剛性地固定在框架上，從而確保其在測(cè)試過程中不出現(xiàn)任何便宜。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)能確保機(jī)頭平滑地垂直移動(dòng)且保持高同心度、平行度，這對(duì)夾具間隙的精確控制來說是十分重要的。

傳感器頭垂直定位通過精密絲桿實(shí)現(xiàn)，該絲桿通過剛性的預(yù)載荷雙向軸承連接在微步電機(jī)上，可以有效防止回沖。

線性光學(xué)編碼器直接安裝在固定框架和移動(dòng)支架之間，不依賴于導(dǎo)軌螺桿的位移，確保精準(zhǔn)定位，精度可以達(dá)到0.1μm。

雙頭流量測(cè)試的新高度   

TA儀器將ARES-G2流變測(cè)試擴(kuò)展到了刪除的新高度。ARES-G2能夠在圓周方向和軸向兩個(gè)方向同時(shí)施加變形，這極大擴(kuò)展了探索復(fù)雜流體非線性和各向異性行為的能力。該技術(shù)的原理是利用ARES-G2的力平衡傳感器（FRT）施加正交于圓周方向的軸向振蕩。

特色和優(yōu)勢(shì)

ARES-G2

特殊雙臂同心圓筒

可執(zhí)行正交疊加測(cè)試和二維振蕩測(cè)試TRIOS直接操控

可同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向

使用高級(jí)Peltier系統(tǒng)控溫

正交疊加（OSP）

非線性粘彈性的全新測(cè)試   

正交重疊提供額外的強(qiáng)大方法來探測(cè)非線性粘彈性。角方向的穩(wěn)定剪切形變與 ARES-G2 FRT 在軸向施加的振蕩形變相關(guān)。測(cè)量了流動(dòng)方向的穩(wěn)態(tài)性能和正交于流動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能。流動(dòng)得到適當(dāng)控制，從而輕松解讀粘彈響應(yīng)。

二維小振幅振蕩剪切（2D-SAOS）

各向異性的選擇性探測(cè)

二維小振幅振蕩剪切可以按方向選擇性測(cè)量。這對(duì)于了解復(fù)雜流體的各向異性非常有價(jià)值。圓周方向和軸向振蕩剪切同步在各自方向獨(dú)立進(jìn)行，比單一方向振蕩更能提供完整的各向異性信息。

美國(guó)Waters TA 用于材料研發(fā)的流變儀ARES-G2 配件：

Peltier防揮發(fā)蓋  

防揮發(fā)蓋配合防揮發(fā)夾具使用可形成熱穩(wěn)定揮發(fā)阻隔，從而有效測(cè)試過程中的溶劑喪失。防揮發(fā)夾具上的儲(chǔ)液槽用來儲(chǔ)存低黏度油或者樣品中的揮發(fā)性溶劑，防揮發(fā)蓋上沿可不接觸夾具而浸入儲(chǔ)液中從而形成溫度均勻、蒸汽飽和的密封環(huán)境，可有效阻止溶劑喪失。防揮發(fā)蓋通過圓環(huán)定位于APS中心。

浸泡杯  

使用APS浸泡杯可實(shí)現(xiàn)浸泡環(huán)境中測(cè)試樣品。浸泡杯很容易通過卡銷固定到APS板上，橡膠圈用來密封。樣品加載、修邊和密封及沖浸泡液均很容易完成。浸泡杯中可使用40mm以下的平板和椎板，是研究水凝膠性能的理想工具。

同心圓筒夾具

APS外杯有10、15和17mm幾種半徑配合末端內(nèi)陷和DIN轉(zhuǎn)子供使用。內(nèi)轉(zhuǎn)子有9.3、14和16mm幾種半徑和外杯根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)配備使用。雙臂筒與單臂筒相比，額外增加力剪切面適合超低黏度的低剪切測(cè)試。

特殊外杯和轉(zhuǎn)子  

特殊夾具主要有十字葉片和螺旋槳轉(zhuǎn)子。這類轉(zhuǎn)子對(duì)于分散體系來說特別重要，可有效避免材料/夾具表面滑移。十字葉片有7.5和14mm兩種半徑。螺旋槳轉(zhuǎn)子配合大外杯使用在剪切測(cè)試中可起攪拌混合作用或保持粒子懸浮。